Cao su Nitrile là gì? Tính chất của cao su Nitrile

Cao su Nitrile là gì ?

Cao su Nitrile hay còn gọi là cao su NBR (Nitrile-butadiene rubber), là loại cao su tổng hợp chịu dầu được sản xuất từ một chất đồng đẳng của acrylonitrile và butadien. Dùng trong ống dẫn nhiên liệu, sản xuất các loại gioăng, trục cao su và các sản phẩm khác mà tính chịu dầu là yêu cầu cần thiết đối với vật liệu. Ngoài khả năng kháng dầu, dầu mỏ và hydrocarbon thơm, cao su Nitrile NBR còn có khả năng chống dầu thực vật, và nhiều loại axit. Nó cũng có tính kéo giãn tốt, cũng như khả năng đàn hồi đối với lực căng và lực nén do đó cũng được ứng dụng vào sản xuất găng tay Nitrile.

Ngoài tên gọi là Nitrile hay NBR, một số người còn gọi là Buna-N, còn những người hoạt động trong lĩnh vực phòng sạch công nghiệp thì gọi cao su Nitrile tên đơn giản hơn là Nitril.

Nguồn : https://vi.wikipedia.org/wiki/Cao_su_NBR

Cấu trúc liên kết cao su tổng hợp Nitrile

Cao su tổng hợp Nitrile là copolymer của butadiene và acrylonitrile, được tạo ra bằng phương pháp polymer hóa nhũ tương, với các giai đoạn cơ bản gồm polymer hóa NBR ở dạng latex, đông tụ latex và làm khô về sản phẩm cuối cùng. Copolymer có thể được polymer hóa nóng hoặc hóa lạnh. Loại copolymer hóa nóng thường có độ cứng và độ bền khá hơn so với loại copolymer được hóa lạnh. NBR thường được phân loại dựa vào tỷ lệ acrylonitrile (ACN) trong chuỗi polymer cũng như độ nhớt chung của copolymer.

Tính chất cao su Nitrile

Polymer hóa nhũ tương nguội là một quá trình chủ yếu cho các loại cao su nitrile có hàm lượng acrylonitrile (ACN) từ 18% – 50% và độ nhớt Mooney từ 25 tới 120. Các loại cao su nitrile hiện nay rất đa dạng như loại được carboxylate hóa, loại được hydrogenate hóa, loại được kết mạng trước một phần (precrosslinked), ACN/isoprene/butadiene, loại lỏng, loại được trộn than đen (carbon black masterbatches), loại được trộn chất hóa dẻo, hỗn hợp nitrile/pvc (có hoặc không có chất hóa dẻo nên có thể dùng để sản xuất thảm cao su chống tĩnh điện) và loại cao su nitrile sạch (loại bỏ các chất thừa gây tắc khuôn). Chính vì có độ dẻo cao nên được ứng dụng rất nhiều trong sản xuất thiết bị phòng sạch.

Bảng 1 : Tính chất của cao su tổng hợp Nitrile theo hàm lượng ACN tăng dần

Phòng sạch là gì? Các tiêu chuẩn đánh giá phòng sạch – Clean room

Sự đa dạng này thách thức các nhà hóa cao su lựa chọn loại cao su phù hợp cho một ứng dụng và quy trình cụ thể. Ví dụ, hàm lượng ACN thông thường trong NBR là 31% – 35% và trong dãy này có tới 188 loại cao su từ các nhà sản xuất khác nhau trên khắp thế giới.

Hơn thế nữa, các loại có cùng hàm lượng ACN và độ nhớt Mooney từ các hãng sản xuất khác nhau vẫn có sự khác biệt, phải chiều chỉnh lại công thức phối trộn khi thay thế lẫn nhau.

Tuy nhiên, nhìn chung quá trình gia công NBR dễ dàng, tính kinh tế, tính linh hoạt cao làm cho NBR là vật liệu đàn hồi được ưa thích nhất cho các ứng dụng kháng dầu và nhiên liệu, chịu nhiệt vừa phải.

Lượng ACN trong copolymer càng nhiều tính tính kháng dầu của cao su càng cao, lượng ACN càng thấp, độ chịu lạnh của copolymer càng tốt nhưng tính kháng dầu càng kém. NBR có khả năng kháng các hydrocarbon thơm và dầu thực vật rất tốt, nhưng lại dễ bị tấn công bởi các dung môi phân cực như Keton, Ester, dung môi Toluen… NBR kháng các loại nhiên liệu cũng rất tốt.

Khả năng kháng thời tiết của cao su NBR khá kém vì mặc dù có khả năng kháng lão hóa do nhiệt độ tốt nhưng tính kháng lại ozone lại yếu nên người ta thường kết hợp nó với nhựa PVC.

Một phương pháp khác để giúp cho copolymer kháng ozone tốt là giảm các liên kết bất bão hòa trên mạch polymer chính bằng phản ứng hydrogen hóa. Các loại cao su Nitrile được hydro hóa (HNBR) có tính kháng oxy hóa tốt hơn và có khoảng nhiệt độ sử dụng rộng hơn các loại thông thường.

Khả năng lưu hóa của cao su Nitrile NBR

Cao su nitrile có thể được lưu hóa bằng hệ thống lưu huỳnh, hợp chất cho lưu huỳnh và peroxide. Tuy nhiên, khả năng hòa tan của lưu huỳnh trong cao su nitrile thấp hơn nhiều so với cao su thiên nhiên nên một loại lưu huỳnh được bọc Magnesium Carbonate ( sulphur MC) thường được sử dụng, trong khi hệ lưu hóa ít lưu huỳnh và nhiều chất gia tốc hơn thường được sử dụng cho cao su thiên nhiên.
Cao su HNBR có mức độ nối đôi rất thấp nên có thể chỉ được khâu mạng bằng hệ thống peroxid và gốc tự do. Trong khi những loại khác có số nối đôi cao hơn khoảng 3.5% thì có thể sử dụng hệ lưu hóa lưu huỳnh.
Đối với carboxylate nitrile thì bên cạnh các hệ thống lưu hóa thông thường bằng lưu huỳnh, các oxid kim loại cũng có thể được dùng.